轉化氣制甲醇的系統安全分析

中國化工貿易第6卷第13期節能環(huán)保China Chemical Trade2014年5月上旬刊轉化氣制甲醇的系統安全分析潘振鮑丹丹(河北保定定州天鷺新能源有限公司，073000 )摘要:我國是一個(gè)多煤、少油、缺氣的國家，因此在生產(chǎn)甲醇的原料.上以煤氣化、利用焦爐煤氣轉化兩者并用為主。據測算,生產(chǎn)1噸焦炭可產(chǎn)生0.2噸甲醇。對焦爐煤氣制甲醇的工藝路線(xiàn)進(jìn)行了分析，并對主流路線(xiàn)從焦爐煤氣的初脫硫、壓縮、精脫硫、轉化制甲醇、儲存等工藝危險因素進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:轉化氣甲醇系統安全 分析在轉化氣區域中，從原料到產(chǎn)品，包括工藝過(guò)程中涉及到許多易燃(四)焦爐氣壓縮機的危險性易爆物質(zhì)，如氫氣、- -氧化碳、硫化氫、甲烷、甲醇等。在生產(chǎn)中一旦已投用裝置焦爐氣壓縮機故障導致系統停車(chē)事故占據較大比例。曾操作失誤或物料泄漏，極易發(fā)生火災爆炸事故。生產(chǎn)過(guò)程中涉及的有毒經(jīng) 出現試車(chē)過(guò)程中壓縮機發(fā)生活塞嚴重破碎而停車(chē)的重大事故。已經(jīng)投物料較多，如- -氧化碳、硫化氫、甲醇等，均具有-定程度的毒性，在用的焦爐氣轉裝置， 考慮到焦爐氣的組份特點(diǎn)以及及含量，其焦爐氣壓生產(chǎn)運行過(guò)程中如果操作不當或發(fā)生意外事故，有引起人員中毒事故發(fā)縮機均采用活塞式壓縮機?；钊綁嚎s機的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn)，采用離心式生的可能性。特別是一氧化碳存在于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節，每個(gè)環(huán)節的泄漏都壓縮 機卻可能存在記速葉輪上積炭、結蔡、不飽和烴聚合粘附而影響機可能導致人員大量中毒，甚至死亡。因此必須對主要危害物質(zhì)物性參數械運 行的不利因素。因此又有采用螺桿壓縮機。但無(wú)論那種機型在運行進(jìn)行分析和防范(生產(chǎn)區內常見(jiàn)易燃易爆物質(zhì)為焦爐氣、轉化氣、硫化過(guò)程中發(fā)生輸出流量、壓力的不穩定都將影響轉化爐和預熱爐的頻繁調氫等，焦爐氣、轉化氣主要含CO、H)整，若由于調整不及時(shí)，造成氧碳比、水碳比、水氧比調整不當,將引一、 焦爐氣裝置工藝設備危險性分析起轉化爐過(guò)氧爆炸事故或催化劑燒毀。其壓縮機本體設備也會(huì )受到嚴重(一)鐵鋁預轉化和轉化過(guò)程中飛溫損壞還會(huì )造成人員的傷亡事故。鐵鋁轉化過(guò)程中，有機硫加氫轉化反應是一個(gè)放熱反應，但因焦爐(五)焦爐氣轉化燒嘴的危險性氣中有機硫含量較低(- -般在 200mg/NM*左右)，因此有機硫加氫轉化純氧轉化危險性很大，特別是燒紫系統。燒嘴為單孔噴射式，有蒸反應放熱量是微不足道的，但是其副反應是強烈的放熱反應。焦爐氣中汽保護夾層， 帶加壓水冷卻系統，燒嘴外部帶有工藝氣體分布器,以便入氧含量每升高0.1%，溫升可達I5C;烯烴每升高1%，溫升可達37C，爐 工藝氣和氧氣混合之前均勻分布。燒嘴垂直安裝在轉化爐頸部的頂端,因此宜發(fā)生鐵鋁催化劑飛溫事故。鐵錳脫硫槽的鐵錳脫硫劑在升溫還原經(jīng)過(guò) 預熱的氧氣與蒸汽混合物料進(jìn)人燒嘴，在燒嘴里沿軸向流動(dòng)并高速過(guò)程中也可能出現飛溫現象。噴入轉化爐。經(jīng)過(guò)預熱的焦爐氣與蒸汽混合物料，從轉化爐頂部爐頸上(二)氣預熱爐爆炸的管口側向進(jìn)人轉化爐,轉變方向后在燒嘴外側與爐頸內側之間的流道焦爐氣預熱爐的點(diǎn)火過(guò)程也可能會(huì )操作不當導致爆炸事故。如果長(cháng)軸向朝 下流動(dòng)，通過(guò)固定在燒嘴前端外側上的分布器均勻分布后，流動(dòng)明燈失效或熄火，應迅速切斷燃料氣控制閥，重新吹掃燃燒器，并檢查到燒嘴 頭部，從燒嘴里噴出的氧氣的高速度使兩種流體迅速混合并在混長(cháng)明燈噴嘴是否堵塞。第二次點(diǎn)火需在第一次點(diǎn)火失效 .熄火5分鐘后合的瞬間產(chǎn)生燃燒反應， 經(jīng)過(guò)轉化爐上方的錐形空間后，氧氣完全燃燼,進(jìn)行。燃燒產(chǎn)物然后進(jìn)入催化劑床層，進(jìn)--步發(fā)生吸熱的烴類(lèi)蒸汽轉化反應。(三)焦爐氣轉化爐危險性通過(guò)催化劑床后的轉化反應產(chǎn)物，從轉化爐底部流出。避免火焰直接舔焦爐氣轉化爐操作還要精心做好氧碳比、水碳比、水氧比調整。三到催化劑而將其燒毀;燒嘴燃燒火焰應在爐膛中心，避免火焰直接接觸個(gè)比例關(guān)系彼此間相互關(guān)聯(lián)，所以在調節某個(gè)比例時(shí)要時(shí)刻注意其他兩到側面材料 表面;防止未混氧氣回流，造成氧氣管線(xiàn)回火現象;進(jìn)入催個(gè)比例是否在控制范圍內。轉化爐燒嘴必須做到焦爐氣與氧氣混合均勻，化劑床層前， 氧氣必須燃燼，溫度和組成分布均勻，避免在催化劑床層燃燒充分，爐頂空間溫度場(chǎng)與流場(chǎng)分布合理。避免火焰直接舔到催化劑里仍發(fā)生燃燒反應; 爐內耐火材料任何- - 處的溫度都不能超過(guò)140C;燒而將其燒毀;進(jìn)人催化劑床層前，氧氣必須燃燼，溫度和組成分布均勻，嘴 必須能夠在很大的流速范圍內良好地運行而不限制裝置的可操作性;避免在催化劑床層里仍發(fā)生燃燒反應;爐內耐火材料任何一處的溫度 都燒嘴 采用蒸汽保護和水夾套強制冷卻保護設計。不能超過(guò)140C:燒嘴必須能夠在很大的流速范圍內良好地運行而不限制(六)甲醇槽區危險性裝置的可操作性:燒嘴采用蒸汽保護和水夾套強制冷卻保護。水夾套溫甲醇槽區也是重大的危險源。甲醇為第3.2類(lèi).中閃點(diǎn)易燃液體,對眼、度控制也是非常重要的，水夾套內通人除鹽水來(lái)移走轉化爐產(chǎn)生的部分皮膚及 上呼吸道有刺激癥狀，伴頭痛、頭暈、力、眩暈、酒醉感、昏迷，熱量，除鹽水溫度控制在70C以下，過(guò)高可能會(huì )引起氧腐蝕，損壞設備-旦甲醇貯槽、 發(fā)生泄漏，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物，遇靜電、焦爐氣轉化反應一次反應的平 衡常數非常大，可以視為不可逆反應;二明火、 高熱能引起燃燒爆炸，與氧化劑接觸發(fā)生化學(xué)反應或引起燃燒。次反應均為吸熱反應，CH, 的轉化率與溫度密切相關(guān)，提高反應溫度將顯焦爐氣轉化屬 于高溫.中壓操作,所使用的原料焦爐氣為可燃性有毒物質(zhì)，著(zhù)提高平衡轉化率。CH,的轉化率與轉化壓力也有- -定關(guān)系，降低反應壓純氧為助燃劑， 產(chǎn)品轉化氣為易燃、易煤、有毒有害氣體，容易發(fā)生火力將顯著(zhù)提高平衡轉化率，即低壓有利于焦爐氣中CH,的轉化。災和爆炸事故。CH,轉化率隨氧氣與焦爐氣摩爾比的變化而變化。氧氣與焦爐氣摩二、結語(yǔ)爾比增加，CH,轉化率起初提高較快，但當氧氣與焦爐氣摩爾比增加到一轉化過(guò)程中事故主要集中發(fā)生在鐵鋁預轉化和轉化過(guò)程，預熱爐系定值時(shí)，CH, 轉化率幾乎不再變化，接近10%。催化部分氧化工藝- -般統; 轉化爐系統;焦爐壓縮機系統;甲醇槽區等重大危險源。由于此工采用鎳基催化劑，用氧化鋁作為載體,該催化劑具有良好的穩定性和活性，藝流程和裝備的研發(fā)國內還處于起步階段，各方面的經(jīng)驗數據都處于積為了延長(cháng)催化劑壽命,轉化氣出口溫度一般在100以?xún)?。但由于受到累階段是為 了更好的更安全的綜合利用焦爐氣,提高煤的綜合利用水平。熱力平衡的限制，在低于100C時(shí)，甲烷的平衡含量比較高，為了使出口氣中甲烷含量盡可能低，在轉化爐內需加入大量的水蒸氣。烴類(lèi)物質(zhì)在(川附鵬程。陳寶智，隋旭編著(zhù).安全原理IML化學(xué)工業(yè)出版社。2005參考文獻高溫下易發(fā)生裂解反應。一般含碳多的烴類(lèi)愈益發(fā)生裂解反應，碳數相[21蔣軍成編著(zhù).事故調查與分析技術(shù)IMI化學(xué)工業(yè)出版社，2004同時(shí)，不飽和烴比飽和烴易發(fā)生裂解析炭反應。烴類(lèi)中以CH,最為穩定，如CH,發(fā)生析炭反應，則其他烴類(lèi)發(fā)生析炭反應的可能性更大。238中國化工貿易|China Chemical Trade